Фамилия Зарубенко входит в обширную группу украинских фамилий, образованных при помощи патронимического суффикса -енко. Эта модель была особенно распространена в Поднепровье и на Левобережной Украине в XVI–XVII веках. Первоначально суффикс -енко означал «сын» или «потомок»: Зарубенко — буквально «сын Зарубы». Со временем отчество закрепилось как наследственное родовое имя.

В основе фамилии лежит прозвище Заруба. Его этимология прозрачна: оно связано с глаголом «зарубить». Самый прямой смысл прозвища — указание на внешний признак. Зарубой могли назвать человека, у которого на теле или лице была заметная «зарубка» — шрам, глубокий рубец, оставленный рубящим орудием (саблей, топором). В среде казачества и крестьянства такие приметные следы давали прозвища без труда.

Однако не стоит сводить все только к шраму. Глагол «зарубить» имел и переносные значения. В южнорусских и украинских говорах «зарубой» могли называть человека резкого, упрямого, который «зарубил себе что-то в голову» — то есть твердого в решениях, несговорчивого. Также «заруба» — это засечка, метка на дереве. В этом случае прозвище мог получить лесоруб, дровосек или человек, занимавшийся расчисткой леса под пашню (подсечное земледелие). Встречается и значение «зарубка» как долговая отметка: прозвище могло закрепиться за тем, кто вел учет долгов с помощью зарубок на бирках.

Фамилия Зарубенко не относится к числу аристократических. Её носители, скорее всего, происходили из казацкой старшины, ремесленников или вольных крестьян. В реестрах запорожских казаков и в метрических книгах Полтавской, Черниговской и Киевской губерний фамилия встречается с XVII–XVIII веков. Позже прозвище Заруба, изначально бытовавшее как самостоятельное имя, полностью заменило его в официальных документах, уступив место фамилии на -енко.